Ассемблер. Регистры микропроцессоров 8086-80186. Сегментация памяти в dos. Создание циклов.

Язык ассемблера — это символическое представление машинного языка.

Язык ассемблера микропроцессора Intel 8086 является довольно сложным, что в первую очередь объясняется сегментной организацией памяти и одновременной адресацией четырех сегментов. В языке имеется более 100 базовых символических команд, в соответствии с которыми ассемблер генерирует более 3800 машинных команд. Кроме того, в распоряжении программиста имеется более 20 директив, предназначенных для распределения памяти, инициализации переменных, условного ассемблирования и т.д.

Исходная программа на языке ассемблера представляет собой последовательность операторов. Операторы обычно занимают одну строку. Ассемблер воспринимает операторы в свободном формате, т.е. элементам операторов не назначены фиксированные столбцы и между ними может быть любое число пробелов там, где это необходимо.

Операторы в исходной программе классифицируются как командные операторы, операторы распределения данных и директивы ассемблера.

Командные операторы определяют генерируемые ассемблером машинные команды; они содержат мнемонику и, при необходимости, один или два операнда. Каждый командный оператор порождает одну машинную команду, формат которой зависит от способа задания операндов.

Операторы распределения данных резервируют ячейки памяти для данных программы.

Директивы ассемблера содержат специальные указания для ассемблирующей программы и сами по себе не порождают никаких машинных кодов.

Формат командных операторов

Командные операторы записываются в следующем формате:

Метка: Префикс Мнемоника Операнд1,Операнд2 ;Комментарий

где фигурные скобки обозначают необязательные поля.

Рассмотрим назначение отдельных полей данного формата:

1) Метка представляет собой определяемое пользователем имя, заканчивающееся двоеточием. Значением метки является текущее значение счетчика ячеек (адресов) в текущем сегменте кода, т.е. адрес отмеченной команды. Метки как операнды используются только в командах передачи управления, и при этом двоеточие в конце ссылки на метку не ставится.

2) Префикс заставляет ассемблер сформировать один из префиксных байт - блокировки LOCK или повторения REP, который непосредственно предшествует команде.

3) Мнемоника кода операции представляет собой заранее определенное и неизменяемое имя, которое идентифицирует тип генерируемой машинной команды.

4) Операнды задают адреса данных или сами данные, необходимые в данной команде.

5) Комментарий предназначен только для документирования программы. Он всегда начинается с точки с запятой.

Формат директив ассемблера и операторов распределения данных

Директивы ассемблера и операторы распределения данных имеют несколько иной формат:

Имя Директива Операнды ;Комментарий

Рассмотрим назначение отдельных полей данного формата:

1) Имя директивы, в отличие от метки, никогда не заканчивается двоеточием. Некоторые директивы требуют обязательного наличия метки.

2) Директива является одним из ключевых неизменяемых слов ассемблера и определяет его действия в процессе ассемблирования. Директивы используются программистом для распределения памяти, обеспечения связи между программными модулями и работы с символическими именами.

3) Операнды конкретизируют действия, выполняемые по данной директиве.

4) Поле комментария аналогично такому же полю в командных операторах.

Ассемблер процессора 8086 является жестко типизированным языком. Это означает, что операнды команд (регистры, переменные, метки, константы) имеют связанный с ними атрибут типа, который сообщает ассемблеру некоторую информацию об операнде. Атрибут типа обычно подразумевается по умолчанию, но при необходимости может быть задан явно.

Регистр является устройством временного хранения данных и используется с целью облегчения арифметических, логических и пересылочных операций. Регистры МП 80386 являются расширением регистров прежних МП 8086, 80186, 80286. Все 16-разрядные регистры МП предыдущих поколений содержатся внутри 32-разрядной архитектуры. Микропроцессор 80386 включает шесть непосредственно доступных программисту регистров селекторов сегментов, которые содержат указатели сегментов. Значения этих селекторов могут быть загружены при исполнении программы и являются специфичными для задачи. Это значит, что регистры сегментов перезагружаются автоматически при переключении МП 80386 на другую задачу. За регистрами селекторов сегментов стоят реальные регистры кэш-памяти сегментов, которые содержат описания сегментов, указываемых селектором. Это сделано на аппаратном уровне для того, чтобы избежать дополнительной выборки из памяти в случае, когда требуется описание сегмента.

Регистры общего назначения

Восемь регистров общего назначения имеют длину в 32 бит и содержат адреса или данные. Они поддерживают операнды-данные длиной 1, 8, 16, 32 и 64 бит: битовые поля от 1 до 32 бит: операнды-адреса длиной 16 и 32 бит. Эти регистры называются ЕАХ, ЕВХ, ЕСХ, EDX, ESI, EDI, ЕВР, ESP. Доступ к младшим 16 бит этих регистров выполняется независимо. Это делается в большинстве ассемблеров при использовании 16-разрядных имен регистров: АХ, ВХ, СХ, DX, Sl, Dl, BP,SP.

Регистр системных флагов

Регистр EFLAGS управляет вводом-выводом, маскируемыми прерываниями, отладкой, переключением задач и включением исполнения в режиме виртуального МП 8086 в защищенной многозадачной среде - все это в дополнение к флагам состояния, которые отражают результат исполнения команды. Младшие 16 бит его представляют собой 16-разрядный регистр флагов и состояния МП 80286, называемый FLAGS, который наиболее полезен при исполнении программ для МП 8086 и 80286.

Регистры сегментов

Шесть 16-разрядных регистров содержат значения селекторов сегментов, которые указывают на текущие адресуемые сегменты памяти. Ниже перечислены эти регистры. Регистр сегмента программы (CS) - указывает на сегмент, который содержит текущую последовательность исполняемых команд. Процессор выбирает все команды из этого сегмента, используя содержимое счетчика команд как относительный адрес. Содержимое CS изменяется в результате выполнения внутрисегментных команд управления потоком, прерываний и исключений. Он не может быть загружен явным способом. Регистр сегмента стека (SS). Вызовы подпрограмм, записи параметров и активизация процедур обычно требуют области памяти, резервируемой под стек. Все операции со стеком используют регистр SS при обращении к стеку. В отличие от регистра CS регистр SS может быть загружен явно с помощью команды программы. Остальные четыре регистра являются регистрами сегментов данных (DS, ES, FS, GS), каждый из которых адресуется текущей исполняемой программой. Доступ к четырем раздельным областям данных имеет целью повысить эффективность программ, позволяя им обращаться к различным типам структур данных. Содержимое этих регистров может быть заменено под управлением программы.